أيونات الكبريتات هي أملاح متوسطة لحمض الكبريتيك. العديد من هذه المركبات قابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية. في ظل الظروف العادية ، تكون المواد في حالة تراكم صلبة ولها لون فاتح. العديد من أيونات الكبريتات من أصل رسوبي ، فهي عبارة عن رواسب كيميائية بحرية وبحيرية.
ميزات البناء
يسمح التركيب البلوري بمحتوى الأنيونات المعقدة SO42-. يمكن تمييز كبريتات المعادن ثنائية التكافؤ كمركبات شائعة. على سبيل المثال ، تشكل أيونات الكبريتات ، التي تتحد مع الكالسيوم والباريوم وكاتيونات السترونتيوم ، أملاحًا غير قابلة للذوبان. هذه الرواسب معادن توجد بحرية في الطبيعة
التواجد في الماء
بالإضافة إلى ذلك ، يتكون أيون الكبريتات أثناء تفكك الأملاح ، لذلك توجد هذه الأيونات في المياه السطحية. المصدر الرئيسي لهذه المركبات هي عمليات الأكسدة الكيميائية للكبريتيد والكبريت.
بكميات كبيرة ، تدخل أيونات الكبريتات المسطحات المائية أثناء موت الكائنات الحية ، وأكسدة الكائنات النباتية الأرضية والمائية. بالإضافة إلى ذلك ، توجد في المصارف الجوفية.
بتتشكل كمية كبيرة من أيون الكبريتات في النفايات السائلة الصناعية والزراعية.
تتميز المياه المعدنية المنخفضة بوجود SO42- أيونات. هناك أيضًا أشكال ثابتة من هذه المركبات لها تأثير إيجابي على تمعدن مياه الشرب. على سبيل المثال ، كبريتات المغنيسيوم مركب غير قابل للذوبان يتراكم في الماء.
الأهمية في دورة الكبريت
إذا قمنا بتحليل أيون الكبريتات في الماء ، فمن الضروري ملاحظة أهميته للدورة الكاملة للكبريت ومركباته في الطبيعة. بسبب عمل البكتيريا التي تقلل الكبريتات ، دون الوصول إلى الأكسجين الجوي ، يتم تقليلها إلى كبريتيد الهيدروجين والكبريتيد. بسبب وجود الأكسجين في مياه التربة ، يتم إعادة تحويل هذه المواد إلى كبريتات.
تحت تأثير البكتيريا التي تقلل الكبريتات وفي حالة عدم وجود الأكسجين ، يتم اختزالها إلى كبريتيد وكبريتيد الهيدروجين. لكن بمجرد ظهور الأكسجين في الماء الطبيعي ، يتأكسد مرة أخرى إلى كبريتات.
في مياه الأمطار ، يصل تركيز SO42- أيونات إلى 10 مجم لكل ديسيمتر مكعب. بالنسبة للمياه العذبة ، يبلغ هذا الرقم حوالي 50 مجم لكل ديسيمتر3. في المصادر الجوفية ، المحتوى الكمي للكبريتات أعلى بكثير.
تتميز المياه السطحية بالعلاقة بين الموسم ونسبة أيونات حامض الكبريتيك. بالإضافة إلى ذلك ، يتأثر المؤشر الكمي بالنشاط الاقتصادي البشري وعمليات الاختزال والأكسدة التي تحدث في الحياة البرية.
التأثير على جودة المياه
للكبريتات تأثير كبير على جودة مياه الشرب. يؤثر تركيزهم المتزايد سلبًا على الخصائص الحسية. يكتسب الماء طعمًا مالحًا ، ويزداد تعكره. يؤثر المحتوى المتزايد لهذه الأنيونات سلبًا على العمليات الفسيولوجية التي تحدث في جسم الإنسان. يتم امتصاصها بشكل سيئ في الدم من الأمعاء. بتركيزات عالية ، تعطي تأثير ملين ، وتعطل عمليات الهضم.
كان من الممكن إثبات التأثير السلبي للكبريتات على الشعر وتأثيره المهيج على الغشاء المخاطي للعينين والجلد. نظرًا للخطر الذي تشكله على جسم الإنسان ، من المهم تحديد أيونات الكبريتات واتخاذ التدابير في الوقت المناسب لتقليل مقدارها في مياه الشرب. وفقًا للوائح ، يجب ألا تتجاوز 500 مجم لكل ديسيمتر مكعب.
ملامح تحديد الأنيونات في الماء
تعتمد الدراسات المعملية على تفاعل نوعي مع أيون الكبريتات باستخدام Trilon B. يتم إجراء المعايرة وفقًا لـ GOST 31940-12 ، المصمم لـ SO42-. لإجراء التجارب المعملية المتعلقة بالكشف عن محتوى أنيون الكبريتات في مياه الشرب ومياه الصرف ، يتم تحضير محاليل كلوريد الباريوم بتركيز معين (0.025 مول لكل dm3). بالإضافة إلى ذلك ، الحلول مطلوبة للتحليل: أملاح المغنيسيوم ، محلول الأمونيا ، Trilon B ، نترات الفضة ، مؤشر eriochrome T.
الخوارزميةخطوات التحليل
مساعد المختبر يستخدم دورق مخروطي الشكل تبلغ سعته حوالي 250 مل. يضاف إليها 10 مل من محلول ملح المغنيسيوم باستخدام ماصة. بعد ذلك ، 90 مل من الماء المقطر ، 5 مل من محلول الأمونيا المخزن ، يتم إضافة بضع قطرات من المؤشر إلى القارورة التي تم تحليلها ، ويتم إجراء المعايرة بمحلول ملح ثنائي الصوديوم EDTA. تتم العملية حتى يتغير اللون إلى اللون الأزرق من الأحمر البنفسجي.
بعد ذلك ، يتم تحديد كمية محلول ملح ثنائي الصوديوم EDTA المطلوب للمعايرة. للحصول على نتيجة موثوقة ، يُنصح بتكرار الإجراء 3-4 مرات. باستخدام معامل التصحيح ، قم بإجراء حساب كمي لمحتوى أنيون الكبريتات.
ميزات تحضير عينات تم تحليلها للمعايرة
يتم إجراء تحليل متزامن لعينتين بحجم 100 مل. من الضروري تناول قوارير مخروطية مصممة لـ 250 مل. يقدم مساعد المختبر 100 مل من العينة التي تم تحليلها في كل منها. بعد ذلك ، يتم إضافة 2-3 قطرات من حمض الهيدروكلوريك المركز ، و 25 مل من كلوريد الباريوم ، ويتم وضع القوارير في حمام مائي. يتم التسخين لمدة 10 دقائق ، ومن ثم لا بد من ترك العينات المحللة لمدة 60 دقيقة.
ثم يتم ترشيح العينات بحيث لا يوجد ترسبات كبريتات الباريوم على المرشح. يتم غسل المرشح بالماء المقطر ، ويتم فحص عدم وجود أيونات الكلوريد في المحلول. للقيام بذلك ، قم بإجراء تحليل نوعي بشكل دوريالتفاعل مع محلول نترات الفضة. إذا ظهر تعكر فهذا يدل على وجود الكلوريدات في المحلول.
ثم ضع المرشح في القوارير حيث تم إجراء الترسيب. بعد إضافة 5 مل من الأمونيا ، حرك محتويات القارورة بقضيب زجاجي ، وافتح الفلتر ، وانشره على طول القاع. بناءً على 5 ملغ من الأيونات التي تم تحليلها ، يضاف 6 مل من ملح ثنائي الصوديوم EDTA إلى الماء. تُسخن المحتويات في حمام مائي ، ثم تُغلى على موقد كهربائي حتى تذوب الرواسب التي دخلت الماء مع الفلتر تمامًا.
يجب ألا تتجاوز مدة التسخين خمس دقائق. لتحسين جودة التحليل ، من الضروري تقليب محتويات الدورق بشكل دوري بقضيب زجاجي.
بعد أن تبرد العينة ، أضف 50 مل من الماء المقطر ، و 5 مل من محلول الأمونيا المخزن ، وبضع قطرات من محلول مؤشر الكحول إليها. بعد ذلك ، يتم إجراء المعايرة مع زيادة ملح ثنائي الصوديوم EDTA من محلول من الكبريتات أو كلوريد المغنيسيوم حتى يظهر لون أرجواني مستقر.
الخلاصة
أيونات الصوديوم والبوتاسيوم والكبريتات تتشكل في مياه الصرف الصحي ليس فقط بسبب العمليات الطبيعية المختلفة ، ولكن أيضًا نتيجة للأنشطة البشرية. حتى لا يكون للمياه المستخدمة في الغذاء تأثير سلبي على الكائنات الحية ، من الضروري مراقبة المحتوى الكمي للأنيونات والكاتيونات المختلفة فيها.
على سبيل المثال ، عند معايرة العينات باستخدام Trilon B ، من الممكن إجراء حسابات كمية لمحتوى أنيون الكبريتات في العينات ،اتخاذ تدابير محددة للحد من هذا المؤشر (إذا لزم الأمر). في المختبرات التحليلية الحديثة ، تم الكشف أيضًا عن كاتيونات المعادن الثقيلة ، وأنيونات الكلور ، والفوسفات ، والكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في عينات مياه الشرب ، والتي عند تجاوز التركيزات المسموح بها ، يكون لها تأثير سلبي على الصحة الجسدية والعاطفية للشخص.
بناءً على نتائج مثل هذه التجارب المعملية والعديد من الدراسات ، خلص الكيميائيون التحليليون إلى أن الماء مناسب للاستهلاك أو أنه يحتاج إلى تنقية إضافية ، واستخدام نظام ترشيح خاص يعتمد على تنقية المياه الكيميائية.
